激光扫描系统.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310940148.2(22)申请日 2023.07.28(71)申请人 深圳市鑫银达实业有限公司地址 518026 广东省深圳市福田区梅林水库3栋801(72)发明人 胡幸朝(74)专利代理机构 重庆聚为捷知识产权代理事务所(普通合伙)50297专利代理师 李闯(51)Int.Cl.G01S 7/481(2006.01)(54)发明名称一种激光扫描系统(57)摘要一种激光扫描系统，包括发射装置、透光装置、第一转镜装置、光路整形器件、第二转镜装置和接收装置。该光路整形器件可将原本在同一水平面。

2、上传播的第一光束面直接反射为多个不在同一水平面内传播的第三光束曲面。本申请的关键在于，仅仅通过第一转镜装置和光路整形器件共同作用将所述发射装置发出的单束探测光线转化多束不在同一水平面内传播的第三扫描光线，完全取代了现有技术中振镜装置的作用，从而所述激光扫描系统无需振镜电机也可以实现面扫描功能，摆脱了振镜电机对于整个激光扫描系统的稳定性及使用寿命的限制，使得本发明的激光扫描系统在稳定性及使用寿命方面得到了大幅提升。减少了振镜加速摆动破坏的规整度，得到更加整齐的点云图。权利要求书3页 说明书11页 附图8页CN 117289241 A2023.12.26CN 117289241 A1.一种激光扫描。

3、系统，其特征在于，所述激光扫描系统包括发射装置(401)、透光装置(403)、第一转镜装置(402)、光路整形器件(404)、第二转镜装置(405)和接收装置(406)；所述发射装置(401)用于发射探测光线(L0)；所述透光装置(403)设置在所述探测光线(L0)的传播路径上，以使所述探测光线(L0)穿透所述透光装置(403)后抵达所述第一转镜装置(402)；所述第一转镜装置(402)用于接收并将所述发射装置(401)发出的单束探测光线(L0)转化为多束在同一水平面内传播的第一扫描光线(L1)，多个所述第一扫描光线(L1)构成第一光束面(S1)；所述光路整形器件(404)用于接收并将多束在同。

4、一水平面内传播的第一扫描光线(L1)转化为多束不在同一水平面上传播的第三扫描光线(L3)，多个所述第三扫描光线(L3)构成第三光束曲面(S3)，且多个所述第三扫描光线(L3)中的任意两个所述第三扫描光线(L3)在同一个水平面上的正投影之间具有第二夹角；所述第二转镜装置(405)用于接收并将所述第三光束曲面(S3)转化为多个第四光束曲面(S4)，多个所述第四光束曲面(S4)投射在同一个同时与多个所述第四光束曲面(S4)相交的竖直平面上形成的光照区(IA)呈面状；在所述光照区(IA)内的物体被所述第四光束曲面(S4)照射后反射的光线包括射向所述第二转镜装置(405)的第一回波光线(L8)；所述第一。

5、回波光线(L8)依次经所述第二转镜装置(405)、所述光路整形器件(404)和所述第一转镜装置(402)处理后朝向所述透光装置(403)传播；所述第一回波光线(L8)经所述透光装置(403)折射后形成第二回波光线(L9)；所述接收装置(406)用于接收多个所述第二回波光线(L9)。2.一种激光扫描系统，其特征在于，所述激光扫描系统包括发射装置(401)、透光装置(403)、第一转镜装置(402)、光路整形器件(404)、第二转镜装置(405)、接收装置(406)和扩束器件(407)；所述发射装置(401)用于发射探测光线(L0)；所述透光装置(403)设置在所述探测光线(L0)的传播路径上，以。

6、使所述探测光线(L0)穿透所述透光装置(403)后抵达所述第一转镜装置(402)；所述第一转镜装置(402)用于接收并将所述发射装置(401)发出的单束探测光线(L0)转化为多束在同一水平面内传播的第一扫描光线(L1)，多个所述第一扫描光线(L1)构成第一光束面(S1)；所述光路整形器件(404)用于接收并将多束在同一水平面内传播的第一扫描光线(L1)转化为多束不在同一水平面上传播的第三扫描光线(L3)，多个所述第三扫描光线(L3)构成第三光束曲面(S3)，且多个所述第三扫描光线(L3)中的任意两个所述第三扫描光线(L3)在同一个水平面上的正投影之间具有夹角；所述第二转镜装置(405)用于接收。

7、并将所述第三光束曲面(S3)转化为多个第四光束曲面(S4)；所述扩束器件(407)布置在多个所述第四光束曲面(S4)的传播路径上，用于接收并对所述第四光束曲面(S4)进行扩束处理以形成由多个互不平行的第五扫描光线(L5)构成的第五光束曲面(S5)；多个所述第五光束曲面(S5)投射在同一个同时与多个所述第五光束曲权利要求书1/3 页2CN 117289241 A2面(S5)相交的竖直平面上形成的光照区(IA)呈面状；在所述光照区(IA)内的物体被所述第五光束曲面(S5)照射后反射的光线包括射向所述第二转镜装置(405)的第一回波光线(L8)；所述第一回波光线(L8)依次经所述扩束器件(407)、。

8、所述第二转镜装置(405)、所述光路整形器件(404)和所述第一转镜装置(402)处理后朝向所述透光装置(403)传播；所述第一回波光线(L8)经所述透光装置(403)折射后形成第二回波光线(L9)；所述接收装置(406)用于接收多个所述第二回波光线(L9)。3.根据权利要求12中任意一项所述的激光扫描系统，其特征在于，所述第一转镜装置(402)包括第一电机和与所述第一电机连接的第一多面反射镜(421)，所述第一多面反射镜(421)呈棱柱体或棱锥体，所述第一多面反射镜(421)的第一光反射面(4211)设于侧面，所述第一电机用于驱动所述第一多面反射镜(421)绕自身的中轴线旋转。4.根据权利要。

9、求3所述的激光扫描系统，其特征在于，所述第二转镜装置(405)包括呈棱柱体或棱锥体的第二多面反射镜(451)，所述第二多面反射镜(451)布置于所述第一多面反射镜(421)的上方或下方且与所述第一电机连接，所述第一电机还用于驱动所述第二多面反射镜(451)绕自身的中轴线旋转。5.根据权利要求2所述的激光扫描系统，其特征在于，所述第三光束曲面(S3)经过所述扩束器件(407)后形成的对应第四光束曲面(S4)的扩散角度在15 90 之间。6.根据权利要求12中任意一项所述的激光扫描系统，其特征在于，多个所述第三扫描光线(L3)中的任意两个所述第三扫描光线(L3)在同一个水平面上的正投影之间形成的第。

10、二夹角的角度范围是0 30。7.根据权利要求1所述的激光扫描系统，其特征在于，所述光路整形器件(404)包括光反射曲面(4041)和光束调整部(4042)；所述光反射曲面(4041)用于接收并将多束在同一水平面内传播的第一扫描光线(L1)转化为多束不在同一水平面上传播的第二扫描光线(L2)，多个所述第二扫描光线(L2)中的任意两个所述第二扫描光线(L2)在同一个水平面上的正投影之间具有第一夹角；所述光束调整部(4042)用于接收并将多个所述第二扫描光线(L2)转化为多束不在同一水平面上传播的第三扫描光线(L3)，多个所述第三扫描光线(L3)中的任意两个所述第三扫描光线(L3)在同一个水平面上的。

11、正投影之间具有第二夹角；其中，所述第二夹角的角度值小于所述第一夹角的角度值。8.根据权利要求1所述的激光扫描系统，其特征在于，所述光路整形器件(404)包括折射面(4043)、光反射曲面(4041)和光束调整部(4042)；所述折射面(4043)用于接收并将多束在同一水平面内传播的第一扫描光线(L1)折射为多束在同一斜面内传播的中间扫描光线(L1)；所述光反射曲面(4041)用于接收并将多束在同一斜面内传播的中间扫描光线(L1)转化为多束不在同一水平面上传播的第二扫描光线(L2)，多个所述第二扫描光线(L2)中的任意两个所述第二扫描光线(L2)在同一个水平面上的正投影之间具有第一夹角；所述光束。

12、调整部(4042)用于接收并将多个所述第二扫描光线(L2)转化为多束不在同一水平面上传播的第三扫描光线(L3)，多个所述第三扫描光线(L3)中的任意两个所述第三扫描光线(L3)在同一个水平面上的正投影之间具有第二夹角；权利要求书2/3 页3CN 117289241 A3其中，所述第二夹角的角度值小于所述第一夹角的角度值。9.根据权利要求78中任意一项所述的激光扫描系统，其特征在于，光反射曲面和光束调整部为一体结构或分体结构，所述光束调整部不在所述第一扫描光线(L1)的传播路径上。10.根据权利要求1所述的激光扫描系统，其特征在于，所述第一多面反射镜(421)具有相对的第一顶面(4212)和第一。

13、底面(4213)以及连接于所述第一顶面和所述第一底面之间的第一周侧面，所述第一周侧面包括多个依次连接的第一光反射面(4211)；每一个所述第一光反射面(4211)均不与所述第一顶面(4212)或第二底面(4213)垂直，且每一个所述第一光反射面(4211)与所述第一顶面(4212)的夹角各不相同；所述第二多面反射镜(451)具有相对的第二顶面(4512)和第二底面(4513)以及连接于所述第二顶面(4512)和所述第二底面(4513)之间的第二周侧面，所述第二周侧面包括多个依次连接的第二光反射面(4511)，每一个所述第二光反射面(4511)均不与所述第二顶面(4512)或第二底面(4513)。

14、垂直，且每一个所述第二光反射面(4511)与所述第二顶面(4512)的夹角各不相同；或者，所述第一多面反射镜(421)具有相对的第一顶面(4212)和第一底面(4213)以及连接于所述第一顶面和所述第一底面之间的第一周侧面，所述第一周侧面包括多个依次连接的第一光反射面(4211)；每一个所述第一光反射面(4211)均不与所述第一顶面(4212)或第二底面(4213)垂直，且每一个所述第一光反射面(4211)与所述第一顶面(4212)的夹角相一致；所述第二多面反射镜(451)具有相对的第二顶面(4512)和第二底面(4513)以及连接于所述第二顶面(4512)和所述第二底面(4513)之间的第二。

15、周侧面，所述第二周侧面包括多个依次连接的第二光反射面(4511)，每一个所述第二光反射面(4511)均不与所述第二顶面(4512)或第二底面(4513)垂直，且每一个所述第二光反射面(4511)与所述第二顶面(4512)的夹角相一致。权利要求书3/3 页4CN 117289241 A4一种激光扫描系统技术领域0001本发明涉及光学扫描技术领域，具体涉及一种激光扫描系统。背景技术0002激光雷达是以发射激光来实现探目标物体的距离、位置和/或速度等特征信息的系统。其工作原理是向目标发射探测光线，然后将接收到的从目标反射回来的回波光线与探测光线进行光电转换后再进行比较，以获得目标的有关信息，如目标距。

16、离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数中的一种或多种，从而对目标进行探测、跟踪和/或识别。0003中所周知的，目前常见的激光雷达通常都离不开振镜装置。例如，公开号为CN115657051A的中国发明专利所公开的激光雷达，其包括发射装置、振镜装置和转镜装置，发射装置用于发射探测光线以及回收并探测回波光线，振镜装置包括振镜电机和与振镜电机连接的反射镜，反射镜面向发射装置和转镜装置设置以实现发射装置和转镜装置之间的光线转向传播。在水平方向上，所述发射装置位于所述振镜电机和所述转镜装置之间。应当理解的是，在激光雷达领域，振镜装置和转镜装置共同构成激光雷达的扫描模块。发射装置发射的激光线束首先到达振。

17、镜装置，激光线束在振镜装置内实现反射，然后到达转镜装置。激光线束在振镜装置内实现光路在竖直方向一定角度范围内的往复扫描(线扫描)，激光在转镜装置内实现光路在水平方向一定角度范围内的往复扫描(面扫描)。经过转镜装置后的激光出射到被目标物体后漫反射回到发射装置，发射装置实现激光回波接收，控制中心通过测距计算得出目标点位距离，当出射点位足够覆盖被目标物体主要特征时，控制中心即可识别出目标外形及目标距离。0004由此可知，振镜装置的作用在于将发射装置发射的点光源转化为与竖直平面平行的线光源，而线光源在转镜装置的作用下转化为与竖直平面平行的面光源，最终实现面扫描。0005目前的问题在于，现有技术的激光雷。

18、达的故障率高且寿命短。申请人经研究发现，造成上述问题的根本原因在于，激光雷达在运行过程中，振镜装置中的振镜电机需要长时间维持高速运转的状态，这就使得振镜电机及易受损并发生故障，最终导致激光雷达失效报废。另外，振镜采用加速和减速获得扫描，最终扫描的点云整齐度差，不够规整。0006为此，有必要设计一种新的激光扫描系统，以克服上述问题。发明内容0007本发明所要解决的技术问题是提供一种激光扫描系统，所述激光扫描系统无需振镜电机也可以实现面扫描功能，从而摆脱了振镜电机对于整个激光扫描系统的稳定性及使用寿命的限制，其具有结构简单稳定且使用寿命长的优点。0008为解决上述技术问题，本发明提供了一种激光扫描。

19、系统，所述激光扫描系统包括发射装置、透光装置、第一转镜装置、光路整形器件、第二转镜装置和接收装置；所述发射装置用于发射探测光线；所述透光装置设置在所述探测光线的传播路径上，以使所述探测光说明书1/11 页5CN 117289241 A5线穿透所述透光装置后抵达所述第一转镜装置；所述第一转镜装置用于接收并将所述发射装置发出的单束探测光线转化为多束在同一水平面内传播的第一扫描光线，多个所述第一扫描光线构成第一光束面；所述光路整形器件用于接收并将多束在同一水平面内传播的第一扫描光线转化为多束不在同一水平面上传播的第三扫描光线，多个所述第三扫描光线构成第三光束曲面，且多个所述第三扫描光线中的任意两个所。

20、述第三扫描光线在同一个水平面上的正投影之间具有第二夹角；所述第二转镜装置用于接收并将所述第三光束曲面转化为多个第四光束曲面，多个所述第四光束曲面投射在同一个同时与多个所述第四光束曲面相交的竖直平面上形成的光照区呈面状；在所述光照区内的物体被所述第四光束曲面照射后反射的光线包括射向所述第二转镜装置的第一回波光线；所述第一回波光线依次经所述第二转镜装置、所述光路整形器件和所述第一转镜装置处理后朝向所述透光装置传播；所述第一回波光线经所述透光装置折射后形成第二回波光线；所述接收装置用于接收多个所述第二回波光线。0009本发明提供了另一种激光扫描系统，所述激光扫描系统包括发射装置、透光装置、第一转镜装。

21、置、光路整形器件、第二转镜装置、接收装置和扩束器件；所述发射装置用于发射探测光线；所述透光装置设置在所述探测光线的传播路径上，以使所述探测光线穿透所述透光装置后抵达所述第一转镜装置；所述第一转镜装置用于接收并将所述发射装置发出的单束探测光线转化为多束在同一水平面内传播的第一扫描光线，多个所述第一扫描光线构成第一光束面；所述光路整形器件用于接收并将多束在同一水平面内传播的第一扫描光线转化为多束不在同一水平面上传播的第三扫描光线，多个所述第三扫描光线构成第三光束曲面，且多个所述第三扫描光线中的任意两个所述第三扫描光线在同一个水平面上的正投影之间具有夹角；所述第二转镜装置用于接收并将所述第三光束曲面。

22、转化为多个第四光束曲面；所述扩束器件布置在多个所述第四光束曲面的传播路径上，用于接收并对所述第四光束曲面进行扩束处理以形成由多个互不平行的第五扫描光线构成的第五光束曲面；多个所述第五光束曲面投射在同一个同时与多个所述第五光束曲面相交的竖直平面上形成的光照区呈面状；在所述光照区内的物体被所述第五光束曲面照射后反射的光线包括射向所述第二转镜装置的第一回波光线；所述第一回波光线依次经所述扩束器件、所述第二转镜装置、所述光路整形器件和所述第一转镜装置处理后朝向所述透光装置传播；所述第一回波光线经所述透光装置折射后形成第二回波光线；所述接收装置用于接收多个所述第二回波光线。0010本发明提供的一种激光扫。

23、描系统中，所述第一转镜装置包括第一电机和与所述第一电机连接的第一多面反射镜，所述第一多面反射镜呈棱柱体或棱锥体，所述第一多面反射镜的第一光反射面设于侧面，所述第一电机用于驱动所述第一多面反射镜绕自身的中轴线旋转。0011本发明提供的一种激光扫描系统中，所述第二转镜装置包括呈棱柱体或棱锥体的第二多面反射镜，所述第二多面反射镜布置于所述第一多面反射镜的上方或下方且与所述第一电机连接，所述第一电机还用于驱动所述第二多面反射镜绕自身的中轴线旋转。0012本发明提供的一种激光扫描系统中，所述第三光束曲面经过所述扩束器件后形成的对应第四光束曲面的扩散角度在15 90 之间。0013本发明提供的一种激光扫描。

24、系统中，多个所述第三扫描光线中的任意两个所述第说明书2/11 页6CN 117289241 A6三扫描光线在同一个水平面上的正投影之间形成的第二夹角的角度范围是0 30。0014本发明提供的一种激光扫描系统中，所述光路整形器件包括光反射曲面和光束调整部；所述光反射曲面用于接收并将多束在同一水平面内传播的第一扫描光线转化为多束不在同一水平面上传播的第二扫描光线，多个所述第二扫描光线中的任意两个所述第二扫描光线在同一个水平面上的正投影之间具有第一夹角；所述光束调整部用于接收并将多个所述第二扫描光线转化为多束不在同一水平面上传播的第三扫描光线，多个所述第三扫描光线中的任意两个所述第三扫描光线在同一个。

25、水平面上的正投影之间具有第二夹角；其中，所述第二夹角的角度值小于所述第一夹角的角度值。0015本发明提供的一种激光扫描系统中，所述光路整形器件包括折射面、光反射曲面和光束调整部；所述折射面用于接收并将多束在同一水平面内传播的第一扫描光线折射为多束在同一斜面内传播的中间扫描光线；所述光反射曲面用于接收并将多束在同一斜面内传播的中间扫描光线转化为多束不在同一水平面上传播的第二扫描光线，多个所述第二扫描光线中的任意两个所述第二扫描光线在同一个水平面上的正投影之间具有第一夹角；所述光束调整部用于接收并将多个所述第二扫描光线转化为多束不在同一水平面上传播的第三扫描光线，多个所述第三扫描光线中的任意两个所。

26、述第三扫描光线在同一个水平面上的正投影之间具有第二夹角；其中，所述第二夹角的角度值小于所述第一夹角的角度值。0016本发明提供的一种激光扫描系统中，光反射曲面和光束调整部为一体结构或分体结构，所述光束调整部不在所述第一扫描光线的传播路径上。0017本发明提供的一种激光扫描系统中，所述第一多面反射镜具有相对的第一顶面和第一底面以及连接于所述第一顶面和所述第一底面之间的第一周侧面，所述第一周侧面包括多个依次连接的第一光反射面；每一个所述第一光反射面均不与所述第一顶面或第二底面垂直，且每一个所述第一光反射面与所述第一顶面的夹角各不相同；所述第二多面反射镜具有相对的第二顶面和第二底面以及连接于所述第二。

27、顶面和所述第二底面之间的第二周侧面，所述第二周侧面包括多个依次连接的第二光反射面，每一个所述第二光反射面均不与所述第二顶面或第二底面垂直，且每一个所述第二光反射面与所述第二顶面的夹角各不相同。0018本发明提供的一种激光扫描系统中，所述第一多面反射镜具有相对的第一顶面和第一底面以及连接于所述第一顶面和所述第一底面之间的第一周侧面，所述第一周侧面包括多个依次连接的第一光反射面；每一个所述第一光反射面均不与所述第一顶面或第二底面垂直，且每一个所述第一光反射面与所述第一顶面的夹角相一致；所述第二多面反射镜具有相对的第二顶面和第二底面以及连接于所述第二顶面和所述第二底面之间的第二周侧面，所述第二周侧面。

28、包括多个依次连接的第二光反射面，每一个所述第二光反射面均不与所述第二顶面或第二底面垂直，且每一个所述第二光反射面与所述第二顶面的夹角相一致。0019本发明提供的一种激光扫描系统中，所述第一光反射面和所述第二光反射面为曲面。0020实施本发明的激光扫描系统至少可以达到以下有益效果：本发明提供的激光扫描系统包括光路整形器件；所述光路整形器件可以接收并将多束在同一水平面内传播的第一扫描光线转化为多束不在同一水平面内传播的第三扫描光线，多个所述第三扫描光线构成说明书3/11 页7CN 117289241 A7第三光束曲面，且多个所述第三扫描光线中的任意两个所述第三扫描光线在同一个水平面上的正投影之间具。

29、有第二夹角。可以理解的是，我们通过所述光路整形器件将所述发射装置发出的单束探测光线转化为多束不在同一水平面内传播的第三扫描光线，完全取代了现有技术中振镜装置的作用，从而所述激光扫描系统无需振镜电机也可以实现面扫描功能，从而摆脱了振镜电机对于整个激光扫描系统的稳定性及使用寿命的限制，使得本发明的激光扫描系统在稳定性及使用寿命方面得到了大幅提升，并能得到更加规整的点云图。附图说明0021为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可。

30、以根据提供的附图获得其他的附图：0022图1为实施例一的激光扫描系统的结构示意图；0023图2为实施例一的激光扫描系统的光路示意图；0024图3为实施例一的光路整形器件的结构及光路示意图；0025图4为实施例三的激光扫描系统的结构示意图；0026图5为实施例四的激光扫描系统的光路示意图；0027图6为实施例五的激光扫描系统的光路示意图；0028图7为实施例六的第一多面反射镜的结构示意图；0029图8为实施例六的第二多面反射镜的结构示意图；0030图9为实施例七的第一多面反射镜的结构示意图；0031图10为实施例七的第二多面反射镜的结构示意图；0032图11为实施例十的光路整形器件的结构及光路示。

31、意图；0033图12为实施例十的光路整形器件的俯视示意图；0034图13为实施例十一的光路整形器件的结构及光路示意图。0035具体实施方式中的附图标号说明：0036发射装置401第一转镜装置402透光装置403光照区IA光路整形器件404第二转镜装置405第一多面反射镜421第二多面反射镜451第一光反射面4211第二光反射面4511探测光线L0第一扫描光线L1第一光束面S1第二扫描光线L2第三扫描光线L3第三光束曲面S3第四光束曲面S4第四扫描光线L4接收装置406第一回波光线L8第二回波光线L9扩束器件407说明书4/11 页8CN 117289241 A8具体实施方式0037为了便于理解。

32、发明，下面将参照相关附图对发明进行更全面的描述。附图中给出了发明的典型实施例。但是，发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对发明的公开内容更加透彻全面。0038除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制发明。0039实施例一0040参见图1，为本实施例提供的激光扫描系统的示意图。如图1所示，所述激光扫描系统包括发射装置401、透光装置403、第一转镜装置402、光路整形器件404、第二转镜装置405和接收装置。

33、406。所述发射装置401用于发射探测光线L0；所述透光装置403设置在所述探测光线L0的传播路径上，以使所述探测光线L0穿透所述透光装置403后抵达所述第一转镜装置402；所述第一转镜装置402用于接收并将所述发射装置401发出的单束探测光线L0转化为多束在同一水平面内传播的第一扫描光线L1，多个所述第一扫描光线L1构成第一光束面S1；所述光路整形器件404用于接收并将多束在同一水平面内传播的第一扫描光线L1转化为多束不在同一水平面上传播的第三扫描光线L3，多个所述第三扫描光线L3构成第三光束曲面S3，且多个所述第三扫描光线L3中的任意两个所述第三扫描光线L3在同一个水平面上的正投影之间具有。

34、第二夹角；所述第二转镜装置405用于接收并将所述第三光束曲面S3转化为多个第四光束曲面S4，多个所述第四光束曲面S4投射在同一个同时与多个所述第四光束曲面S4相交的竖直平面上形成的光照区IA呈面状；在所述光照区IA内的物体被所述第四光束曲面S4照射后反射的光线包括射向所述第二转镜装置405的第一回波光线L8；所述第一回波光线L8依次经所述第二转镜装置405、所述光路整形器件404和所述第一转镜装置402处理后朝向所述透光装置403传播；所述第一回波光线L8经所述透光装置403折射后形成第二回波光线L9；所述接收装置406用于接收多个所述第二回波光线L9。0041所述激光扫描系统的工作原理介绍如。

35、下。继续参见图2，所述发射装置401发射的探测光线L0(例如，激光线束)首先到达透光装置403，透光装置403不会对探测光线L0产生改向影响，也就是说，探测光线L0穿过透光装置403后仍沿着初始方向传播至第一转镜装置402，然后经所述第一转镜装置402反射形成多束在同一水平面内传播的第一扫描光线L1，多束第一扫描光线L1到达所述光路整形器件404，多束第一扫描光线L1经所述光路整形器件404反射、折射后形成多束不在同一水平面上传播的第三扫描光线L3，多个所述第三扫描线L3构成第三光束曲面S3，且多个所述第三扫描光线L3中的任意两个所述第三扫描光线L3在同一个水平面上的正投影之间具有第二夹角；第。

36、三光束曲面S3到达所述第二转镜装置405，然后经所述第二转镜装置405反射形成多个第四光束曲面S4。在图中可以看到，多个所述第四光束曲面S4投射在同一个同时与多个所述第四光束曲面S4相交的竖直平面上形成的光照区IA呈面状(例如图中所示的具有曲线边的多边形，当然，在一些其他的实施例中，光照区IA也可以是其他形状)，应当理解的是，所述光照区IA的覆盖面积即为所述激光扫描系统在对应的竖直平面内的有效扫描范围。另外，每一个所述第四光束曲面S4均包含有多个不在同一水平面内传播的第四扫描光线L4。所述第四光束曲面S4的第四扫描光线L4照射到目标物体后漫反射形成的光线包括射向所述第二转镜装置405的第一回波。

37、光线L8，所述说明书5/11 页9CN 117289241 A9第二转镜装置405接收并将所述第一回波光线L8反射至所述光路整形器件404，第一回波光线L8经过光路整形器件404折射、反射处理后射向第一转镜装置402，第一转镜装置402将第一回波光线L8反射至透光装置403，透光装置403对第一回波光线L8进行折射处理形成射向接收装置406的第二回波光线L9，所述接收装置406接收所述第二回波光线L9，控制中心通过测距计算得出目标点位距离。如此一来，当有效扫描范围足够覆盖被目标物体主要特征时，控制中心即可识别出目标外形及目标距离。0042根据以上描述可知，本实施例的激光扫描系统仅仅通过第一转镜。

38、装置402和光路整形器件404共同作用将所述发射装置401发出的单束探测光线L0转化多束不在同一个水平面上传播的第三扫描光线L3，完全取代了现有技术中振镜装置的作用，从而所述激光扫描系统无需振镜电机也可以实现面扫描功能，从而摆脱了振镜电机对于整个激光扫描系统的稳定性及使用寿命的限制，使得本发明的激光扫描系统在稳定性及使用寿命方面得到了大幅提升。0043本实施例中，所述第一光束面S1与水平面平行。所述第三光束曲面S3由多个不在同一水平面上传播的第三扫描线L3构成。在这里，多个所述第三扫描光线L3中的任意两个所述第三扫描光线L3在同一个水平面上的正投影之间形成的第二夹角的角度范围是0 30，优选为。

39、5 10 之间。每一个所述第四光束曲面S4均与所述第三光束曲面S3相交于所述第二多面反射镜451的第二光反射面4511。0044本实施例中，所述光路整形器件包括光反射曲面4041和光束调整部4042。参见图3，所述光反射曲面用于接收并将多束在同一水平面内传播的第一扫描光线L1转化为多束不在同一水平面上传播的第二扫描光线L2，多个所述第二扫描光线L2中的任意两个所述第二扫描光线L2在同一个水平面上的正投影之间具有第一夹角。具体的，所述光反射曲面的形状类似于风扇叶片的表面或其他类型的自由曲面，应当理解的是，通过设计所述光反射曲面的不同位置处的曲率，即可利用光反射曲面将原本在水平面上传播的多个所述第。

40、一扫描光线L1直接反射为多个不在同一水平面内传播的第三扫描光线L3。所述光束调整部用于接收并将多个所述第二扫描光线转化为多束不在同一水平面上传播的第三扫描光线L3，多个所述第三扫描光线中的任意两个所述第三扫描光线L3在同一个水平面上的正投影之间具有第二夹角。最为关键的是，所述第二夹角的角度值小于所述第一夹角的角度值。可以理解的是，设计所述光束调整部的目的在于对多束第二扫描光线L2进行一定程度的聚拢处理，以使得最终从所述光路整形器件射出的多个第三扫描光线L3无限趋近于在同一个竖直平面内传播。为了实现这一目的，本领域技术人员可以知晓的是，所述光束调整部可以设计为半圆柱形的透镜。0045当然，在一些。

41、其他的实施例中，所述光束调整部也可以是其他形状的透镜，只要能够实现上述的在竖直方向上聚拢光线的目的即可。0046本实施例中，光反射曲面和光束调整部为一体结构。所述光束调整部相对所述光反射曲面更靠近所述第一转镜装置402，且所述光反射曲面高于所述光束调整部，目的在于使得所述光束调整部不在所述第一扫描光线的传播路径上。如此，所述第一扫描光线不经过所述光束调整部直接抵达至所述光反射曲面，且经过所述光反射曲面反射形成的第二扫描光线可以射入至所述光束调整部。本领域技术人员应当知晓的是，为了实现光反射曲面和光束调整部的一体化，可以采用玻璃材质制作所述光路整形器件404，所述光路整形器件说明书6/11 页1。

42、0CN 117289241 A10404大致呈靴子形状，在所述光路整形器件404的背离所述第一转镜装置402的表面进行表面处理(例如，刻蚀、镀膜)形成所述光反射曲面，然后将所述光路整形器件404的靠近所述第一转镜装置402的部分设计成半圆柱形，如此可以得到一体式结构的光路整形器件404。0047当然，在一些其他的实施例中，光反射曲面和光束调整部可以为分体结构。其中，所述光反射曲面设计在一个反射镜上，所述反射镜可以是塑料(镀有反射膜)或玻璃(镀有反射膜)或金属材质，光束调整部则为一个单独的塑料或玻璃材质的半圆柱形透镜，且所述反射镜与所述光束调整部分隔设置，具体的，相对所述光束调整部来说所述反射镜。

43、设置在更远离所述第一转镜装置402的位置，且所述反射镜的布置高度高于所述光束调整部的高度。如此，所述第一扫描光线不经过所述光束调整部直接抵达至所述光反射曲面，且经过所述光反射曲面反射形成的第二扫描光线可以射入至所述光束调整部。0048本实施例中，所述第一转镜装置402包括第一电机和与所述第一电机连接的第一多面反射镜421，所述第一多面反射镜421呈棱柱体(例如图1中所示的直六棱柱)，所述第一多面反射镜421的第一光反射面4211设于侧面，所述第一电机用于驱动所述第一多面反射镜421绕自身的中轴线旋转。同时，第二转镜装置405包括呈棱柱体的第二多面反射镜451(例如图1中所示的直四棱柱)，所述第。

44、二多面反射镜451与所述第一电机连接，所述第一电机还用于驱动所述第二多面反射镜451绕自身的中轴线旋转。所述第二多面反射镜451布置于所述第一多面反射镜421的下方，且所述第一多面反射镜421的中轴线与所述第二多面反射镜451的中轴线共线。这样一来，利用所述第一电机同时驱动所述第一多面反射镜421和所述第二多面反射镜451，实现所述第一转镜装置402和所述第二转镜装置405的高度集成，有利于所述激光扫描系统的小型化。另外，还可以尽可能的减少电机的使用，减少了故障源，大幅减低了整个激光扫描系统的故障率，利于整个激光扫描系统的稳定性的进一步提升。0049需要说明的是，在所述第一电机的驱动下，所述第。

45、一多面反射镜421和所述第二多面反射镜451可以是同步旋转，当然也可以是差速旋转。0050当然，在一些其他的实施例中，所述第二多面反射镜451也可以布置在所述第一多面反射镜421的上方。0051本实施例中，所述第一多面反射镜421的第一光反射面4211的数量多于所述第二多面反射镜451的第二光反射面4511的数量。0052本实施例中，所述发射装置、所述接收装置和所述透光装置为本邻域技术人员熟知的器件，具体结构本申请中不再赘述。但是需要说明的是，所述发射装置401可以是单个光源也可以是阵列排布的多个光源，其发出的光可以是一束也可以是多束探测光线。所述接收装置可以是一个探测器阵列，也可以是多个探测。

46、器阵列。所述透光装置可以是分光器，也可以是分光器与光隔离器的集成器件。0053综上所述，实施例本实施例提供的激光扫描系统可以达到如下有益效果：00541、仅仅通过第一转镜装置和光路整形器件共同作用将所述发射装置发出的单束探测光线转化多束不在同一个水平面内传播的第三扫描光线，完全取代了现有技术中振镜装置的作用，从而所述激光扫描系统无需振镜电机也可以实现面扫描功能，从而摆脱了振镜电机对于整个激光扫描系统的稳定性及使用寿命的限制，使得本发明的激光扫描系统在稳定性及使用寿命方面得到了大幅提升。说明书7/11 页11CN 117289241 A1100552、利用所述第一电机同时驱动所述第一多面反射镜和。

47、所述第二多面反射镜，实现所述第一转镜装置和所述第二转镜装置的高度集成，有利于所述激光扫描系统的小型化。另外，还可以尽可能的减少电机的使用，减少了故障源，大幅减低了整个激光扫描系统的故障率，利于整个激光扫描系统的稳定性的进一步提升。00563、光反射曲面和光束调整部为一体结构，进一步缩小了整个扫描系统的体积，利于小型化。0057需要强调的是，本申请中所述的棱柱体不仅限于四棱柱或六棱柱，在一些其他的实施例中，所述第一多面反射镜和所述第二多面反射镜可以选择为三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱、七棱柱、八棱柱、九棱柱、十棱柱、十一棱柱等，只需要满足所述第一多面反射镜的棱边数目大于所述第二多面反射镜的棱边数。

48、目即可。0058实施例二0059本实施例的激光扫描系统与实施例一的区别在于，第二转镜装置405包括第二电机和与所述第二电机连接的第二多面反射镜451，所述第二电机用于驱动所述第二多面反射镜451绕自身的中轴线旋转。也就是说，所述第一多面反射镜421和所述第二多面反射镜451不再共用同一个电机(上述的第一电机)。0060与实施例一相比，其好处在于，减少第一电机的负载，同时，无需通过复杂的齿轮结构分别控制所述第一多面反射镜421和所述第二多面反射镜451的旋转速度。0061实施例三0062本实施例的激光扫描系统与实施例一的区别在于，本实施例的激光扫描系统还包括扩束器件407。具体的，参见图4，所述。

49、激光扫描系统包括发射装置401、第一转镜装置402、光路整形器件404、第二转镜装置405、接收装置406和扩束器件407。所述发射装置401用于发射探测光线L0；所述第一转镜装置402用于接收并将所述发射装置401发出的单束探测光线L0转化为多束在同一水平面内传播的第一扫描光线L1，多个所述第一扫描光线L1构成第一光束面S1；所述光路整形器件404用于接收并将多束在同一水平面内传播的第一扫描光线L1转化为多束不在同一水平面内传播的第三扫描光线L3，多个所述第三扫描光线L3构成第三光束曲面S3；所述第二转镜装置405用于接收并将所述第三光束曲面S3转化为多个第四光束曲面S4；所述扩束器件407。

50、布置在多个所述第四光束曲面S4的传播路径上，用于接收并对所述第四光束曲面S4进行扩束处理以形成由多个互不平行的第五扫描光线L5构成的第五光束曲面S5；多个所述第五光束曲面S5投射在同一个同时与多个所述第五光束曲面S5相交的竖直平面上形成的光照区IA呈面状；在所述光照区IA内的物体被所述第五光束曲面S5照射后反射的光线包括射向所述扩束器件407的第一回波光线L8；所述第一回波光线L8依次经所述扩束器件407、所述第二转镜装置405、所述光路整形器件404和所述第一转镜装置402处理后朝向所述透光装置403传播；所述第一回波光线L8经所述透光装置403折射后形成第二回波光线L9；所述接收装置406。